2.4蛋白质是生命活动的主要承担者课件-2026-2027学年高一上学期生物人教版必修1

2.4蛋白质是生命活动的主要承担者 第二章组成细胞的分子 本节聚焦： 1.怎样理解蛋白质是生命活动的主要承担者？ 2.氨基酸的结构有什么特点？ 3.为什么细胞中蛋白质的种类如此多样？ 亮亮图文旗舰店 https://liangliangtuwen.tmall.com 问题探讨 从含量上看： 蛋白质是细胞中含量最多的有机物 你能够说出几种富含蛋白质的食物呢？ 思考2：那生物体内的蛋白质有什么功能呢？ 一、蛋白质的功能 ①结构蛋白 构成细胞和生物体的重要物质，如肌球蛋白、肌动蛋白等 ②调节 胰岛素和生长激素等 ③催化 生物催化作用， 如绝大多数酶 ④运输 血红蛋白、细胞膜上的载体 ⑤免疫 免疫过程中产生的抗体 糖尿病患者注射胰岛素 细胞的各项生命活动都离不开蛋白质， 蛋白质是生命活动的主要承担者。 3 现学现用 功能 实例 肌肉、头发、羽毛、蛛丝等 细胞中绝大多数的酶 血红蛋白 胰岛素 构成细胞和生物体结构的重要物质(结构蛋白) 催化功能 运输功能 调节功能(信息传递) 抗体 免疫功能 4 民间有一种“吃什么补什么”的说法，如吃鱼眼能明目，喝虎骨酒可以壮筋骨，这些食物中的蛋白质能被人体直接吸收吗？ 蛋白质是一类生物大分子，种类多种多样。蛋白质必须经过消化，成为各种氨基酸，才能被人体吸收利用。 氨基酸是蛋白质的 。 基本组成单位 5 二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸 C C C C 1 氨基酸有哪些化学元素组成 ？ 2 这些氨基酸的结构具有什么共同特点？请圈出来。 4 尝试写出氨基酸的结构通式。 3 不同氨基酸分子的区别在哪里？组成人体蛋白质的氨基酸有多少种？ C、H、O，N，有的含有S等 侧链基团 R基，21种 氨基酸的结构特点 二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸 侧链基团 R C H C H2N OH O 氨基 羧基 中心碳原子 C H R NH2 COOH 1.氨基酸的结构通式 2.结构特点 ①每个氨基酸分子至少都含有一个氨基(-NH2)和一个羧基(-COOH)，并连在同一个碳原子上。（数量和位置要求） ②这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团（-R表示） ③R基不同：21种，决定了氨基酸分子的不同。 易错提醒：氨基、羧基、基的正确格式： 、、 （千万不要忘记在原子团前面加“—”）。 二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸 H 丨 C 丨 SH─ ─COOH CH2─NH2 H 丨 C 丨 H2N─ ─COOH CH2─SH 丨 C 丨 H HOOC─ ─CH2─NH2 NH2 H2N─ CH ─COOH 丨 CH2 丨 OH H 丨 C 丨 H2N─ ─H CH3 ① ② ③ ④ ⑤ CH3 丨 丨 H HOOC─ C ─COOH ⑥ 练习：判断以下结构哪些是构成蛋白质的氨基酸？并说明理由。 二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸 （1）21种氨基酸 非必需氨基酸： 必 需 氨基酸： 必需氨基酸 甲 携 来 一 本 亮 色 书 甲硫 缬 赖 异亮 亮 苯丙 色 苏 共13种，人体可自身合成的氨基酸 共8种，人体不能自身合成的氨基酸 （婴儿9种，组氨酸） 并非人体内每一种蛋白质都一定含有21种氨基酸。 3.氨基酸的种类 有同学认为，非必需氨基酸是指人不一定需要的氨基酸。 这个说法正确吗？ 【资料】1965年由我国科学家人工合成的 世界上第一个有生物活性的结晶牛胰岛素，其分子量相对较小，是由51个氨基酸组成。 科学家是怎样把单个氨基酸合成蛋白质的呢？ 氨基酸： 21种 蛋白质： 1010～1012 脱水缩合 三、蛋白质的结构及其多样性 1.脱水缩合 H2O 肽键 － OH ‖ O －C－C R2 H － － －N H － －C －C R1 H2N H － － ‖ O OH － H 二肽 一个氨基酸分子的羧基和另一个氨基酸分子的氨基相连接，同时脱去一分子的水，这种结合的方式叫脱水缩合。 思考探究：脱去的水分子中各元素的来源？ H来自 ，O来自 。 氨基和羧基 羧基 三、蛋白质的结构及其多样性 1.脱水缩合 肽键 H2O －C－COOH R3 H － － －N H － H OH － 肽键 ‖ O －C R1 H2N H － － －C －C－C R2 H － － －N H － ‖ O H2O 三肽 以此类推，由多个氨基酸分子缩合而成的化合物，叫多肽。 ……..（四肽） （多肽） 其通常呈链状结构，叫作 。 肽链 肽键数 脱水数 = 有的是环状，首尾两端的氨基、羧基也脱水缩合连接起来，成为环状肽。 三、蛋白质的结构及其多样性 【思考】氨基酸仅通过脱水缩合的方式就形成了蛋白质吗？ 氨基酸之间脱水缩合形成肽链 一条肽链的特定区域进行有规律的盘曲、折叠 这条肽链进一步盘绕形成一定的空间结构 四条肽链聚集在一起形成复杂空间结构 31页由氨基酸形成血红蛋白的示意图 蛋白质必须具备复杂的空间结构才具备生物活性 为什么肽链能够折叠？空间结构靠什么维持？ 三、蛋白质的结构及其多样性 —SH —SH + —S—S— + 2H 许多蛋白质分子都含有两条或多条肽链，它们通过一定的化学键（如二硫键）相互结合在一起。 二硫键 两条肽链 2.蛋白质的结构 氨基酸 蛋白质 多肽 脱水缩合 盘曲、折叠 氢键、二硫键 肽键 三、蛋白质的结构及其多样性 2.蛋白质的结构 2.进入人体消化道的蛋白质食物，要经过哪些消化酶的作用才能分解为氨基酸？这些氨基酸进入人体细胞后，需要经过怎样的过程才有变为人体的蛋白质，人体中蛋白质和食物中的蛋白质会一样吗？ （2） （3）不一样，人体内的蛋白质具有完成人体生命活动的结构和功能 蛋白质 蛋白酶 多肽 肽酶 氨基酸 （1） 氨基酸 脱水缩合 多肽 盘曲折叠 蛋白质 P31 小试牛刀 —C H2N H H —C— O N— H C— CH3 H COOH —C— O N— H C— H CH2 C O NH2 —C— O N— H H CH2 C COOH ① ② ④ ⑥ ⑤ ⑦ ⑧ ③ （1）该化合物中，①表示_____⑦表示______③ 表示_____ ； （2）该化合物由____个氨基酸通过____________ 反应，失去____个水分子形成的，有氨基___个，有羧基__个，含有____个肽键。 （3）该化合物称为 _______ 氨基 羧基 肽键 2 2 四肽 4 脱水缩合 3 3 氨基酸： 21种 蛋白质： 1010～1012 脱水缩合 这21种氨基酸又是如何构成 数目这么大的蛋白质呢？ 三、蛋白质的结构及其多样性 3.蛋白质多样性的原因 根据图示试着说出蛋白质种类多种多样的原因 ②□—□—□—□ □—□ ③□—○—○—□—○ ○—□—○—□—○ 氨基酸的种类不同 氨基酸的数目不同 氨基酸的排列顺序不同 ④ 肽链盘曲折叠形成的空间结构不同 氨基酸种类、数目、排列顺序不同，以及肽链的空间结构不同。 ① 三、蛋白质的结构及其多样性 4.蛋白质的异常 该例子说明了蛋白质的结构和功能有什么关系？ 任意一点不同，蛋白质的结构就不同→蛋白质功能不同 缬氨酸 组氨酸 亮氨酸 苏氨酸 脯氨酸 谷氨酸 谷氨酸 赖氨酸 缬氨酸 组氨酸 亮氨酸 苏氨酸 脯氨酸 缬氨酸 谷氨酸 赖氨酸 正常红细胞 运氧能力强 镰状红细胞 运氧能力弱 镰状细胞贫血的病因 结构与功能相适应 三、蛋白质的结构及其多样性 4.蛋白质的异常 有人论文中提到可用熟鸡蛋可以孵出小鸡，你如何评价？ （1）蛋白质变性：指蛋白质在某些物理和化学因素作用下其特定的空间构象被破坏，从而导致其理化性质的改变和生物活性丧失的现象。该过程不可逆。 （2）蛋白质变性的原因： 化学因素： 如强酸、强碱、重金属离子、酒精 物理因素： 如加热、剧烈振荡、超声波、射线等 三、蛋白质的结构及其多样性 4.蛋白质的异常 1.煮熟的鸡蛋容易消化的原因？ 联系所学知识，回答下列问题： 高温使蛋白质的空间结构变得伸展、松散，容易被蛋白酶水解 蛋白质 蛋白酶 多肽 肽酶 氨基酸 2.变性的蛋白质还能与双缩脲试剂发生紫色反应吗？ 可以，变性的蛋白质 没有被破坏，还能与双缩脲试剂发生紫色反应 肽键 三、蛋白质的结构及其多样性 4.蛋白质的异常 盐析 在蛋白质水溶液中加入轻金属盐或铵盐，随着盐浓度增大而使蛋白质沉淀析出的现象，可逆 变性 肽键断裂，蛋白质分解为短肽或氨基酸 水解 加盐 肽键 ，空间结构 。 不变 不变 氨基酸顺序 ，肽键 ， 空间结构 ，功能 。 不变 不变 改变 改变 拓展延申——蛋白质的相关计算 1.肽键数与氨基酸数目的关系： 氨基酸数 肽链数 肽键数 脱水数 8 8 8 1 2 3 7 6 5 7 6 5 － － － = = = = = = 链状多肽 肽键数=氨基酸数－肽链数=脱去的水分子数 拓展延申——蛋白质的相关计算 1.肽键数与氨基酸数目的关系： 氨基酸 肽键 氨基酸数 肽键数 脱水数 = = 5 3 5 3 3 5 = = 环状多肽 肽键数=氨基酸数=脱去的水分子数 拓展延申——蛋白质的相关计算 2.蛋白质中游离氨基或羧基数的计算 1条肽链中至少含有___个氨基和 ____个羧基。 如果1条肽链含有2个氨基，则说明有1个氨基在______上。 1 1 R基 链状肽 至少含有的游离氨基数(或羧基数)＝ 肽链数 游离氨基数(或羧基数)= 肽链数+R基中的氨基数(或羧基数) 环状肽？ 至少为0个 R基中的氨基数(或羧基数) 游离氨基数(或羧基数)= 拓展延申——蛋白质的相关计算 3.蛋白质相对分子质量的计算 氨基酸总分子量：120×5＝600 脱去的水的分子量：18×4＝72 蛋白质的相对分子量＝600－72＝528 　　例：5个氨基酸，形成1条肽链，每个氨基酸的平均相对分子质量为120，求所形成的蛋白质的相对分子量。 H2O 蛋白质相对分子质量= 氨基酸数×氨基酸平均相对分子质量 - 脱去的水分子数×18 拓展延申——蛋白质的相关计算 3.蛋白质相对分子质量的计算 若有二硫键，如何计算？ 再减：二硫键(—S—S—)个数×2 C H C R1 H2N O N H C H C R2 O N H C H C R3 O N H C H C R4 O N H C H C R5 O N H C H COOH R6 如何判断一个多肽由多少个氨基酸脱水缩合而成？ 找 中 的肽键 拓展延申——蛋白质的相关计算 4.生成多肽种数的计算 例：若有足量的A、B、C三种氨基酸，则合成的三肽有多少种？ 若有A、B、C氨基酸各一个，则合成的三肽有多少种？ 33=27种 3x2x1=6种 3种 × =33 3种 3种 × 3种 2种 × 1种 × =6 拓展延申——蛋白质的相关计算 下图为脑啡肽的结构简式，据图回答： （1）脑啡肽分子是由_______种氨基酸形成的，造成氨基酸种类不同的原因是________不同。 (2)脑啡肽中含有____个肽键，脑啡肽的名称是_____肽，形成过程称为___________，形成过程中共脱去___个水分子。 4 R基 4 五 脱水缩合 4 (3)脑啡肽中有 个游离的氨基和 个游离的羧基。 1 1 实战训练 拓展延申——蛋白质的相关计算 实战训练 1.胰岛素分子有A、B两条肽链，A链有21个氨基酸，B链有30个氨基酸，胰岛素分子中肽键的数目是 。 49 2.多个氨基酸形成的5条肽链，至少含有多少个氨基，至少含有多少个羧基( ) A.5、2 B.3、3 C.4、5 D.5、5 D 3.现有氨基酸800个，其中氨基总数为810个，羧基总数为808个，则由这些氨基酸合成的含有2条肽链的蛋白质共有肽键、氨基和羧基的数目依次分别为( ） A. 798、2和2 B. 798、12和10 C. 799、1和1 D. 799、11和9 B 拓展延申——蛋白质的相关计算 实战训练 4.21种氨基酸的平均分子质量是128，现有一蛋白质分子由2条肽链组成，共有98个肽键，此蛋白质的相对分子质量约为（ ） A、12800 B、12544 C、11036 D、12288 C 5.假设某一蛋白质分子的分子量为11054，21种氨基酸的平均分子量为128，在形成该蛋白质分子时脱去水的分子量为1746，则组成该蛋白质分子的肽链数是（ ） A．4条 B．3条 C．2条 D．1条 B 1746÷18＝97 11054=（97+m）×128-18（97+m-m) 小结 结构多样性 功能多样性 决定 α-螺旋 β-折叠 氨基酸______ 氨基酸______ 氨基酸_________ 肽链数目和盘曲、折叠方式及其形成的空间结构不同 功能蛋白 结构蛋白 (组成细胞和生物体) ________ (蛋白质类激素) ________ (大多数酶) ________ (载体蛋白， 血红蛋白) ________ (抗体，溶菌酶，淋巴因子) 种类 数目 排列顺序 调节 催化 运输 免疫 不同生物体：基因多样性 ________ (糖蛋白) 识别 直接原因： 根本原因： 同一生物体：基因的选择性表达 胰岛素、生长激素 练习与应用 01 1.判断下列有关蛋白质的表述是否正确。 （ ）(1)蛋白质彻底水解的产物是氨基酸。 （ ）(2)氨基酸仅通过脱水缩合的方式就可以形成蛋白质。 （ ）(3)只有细胞内才有蛋白质分布。 （ ）(4)蛋白质的空间结构与其功能密切相关。 蛋白质的初步水解产物是多肽，彻底水解产物是氨基酸。 √ 氨基酸脱水缩合形成多肽链，还需要经过盘曲折叠形成蛋白质。 × 细胞外也有，比如消化道中的胃蛋白酶，血浆中的抗体。 × 结构决定功能。 √ 一、概念检测 练习与应用 01 一、概念检测 2.质量相等的下列食物中，蛋白质含量最多的是（ ） A.烧牛肉 B.烤甘薯 C.馒头 D.米饭 4.下列物质中，不属于蛋白质的是（ ） A.胰岛素 B.胆固醇 C.胃蛋白酶 D.抗体 属于脂质，×。 A B 练习与应用 01 一、概念检测 3.下列物质中，属于构成蛋白质的氨基酸的是（ ）。 属于构成蛋白质的氨基酸，√； 无羧基，×； 无氨基和羧基 连接在同一个碳原子上，×； 无氨基，×； A 练习与应用 01 二、拓展应用 01 2.某种脑啡肽具有镇痛作用，可以作为药物来使用， 它的基本组成单位是氨基酸。下面是该脑啡肽的结构式。 练习与应用 01 二、拓展应用 (1)构成一个脑啡肽的氨基酸数目是 ； 有 种氨基酸参与了脱水缩合反应；生成的水分子数目是 。 (2)请在图中标出其中的一个肽键。 5 4 4 练习与应用 01 二、拓展应用 (3)如果上图中的氨基酸顺序发生了改变，它还会具有脑啡肽的功能吗? 为什么? 如果氨基酸的排列顺序变了，新的物质就不具有脑啡肽的阵痛功能。 $